DE180697C

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Publication number: DE180697C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

180697 KLASSE 21 d. GRUPPE

RUDOLF BRAUN in MANCHESTER, England.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. November 1904 ab.

Wenn man die Ankerwicklungen von identischen elektrischen Maschinen, die Stromwender besitzen, samt Stromwendern von den Ankern abgenommen und zusammen auf einem einzigen Anker derart befestigt denkt, daß alle identischen Teile, sowohl die Drähte als die Stromwenderstege, nebeneinander liegen, also gewissermaßen alle Ankerwicklungen ineinander gesteckt sind, so entsteht ein Anker mit einer

ίο Mehrfachwicklung. Die einzelnen Wicklungen sind voneinander getrennt, ebenso die Stromwenderstege gegeneinander isoliert. Die Wicklung an und für sich kann eine Parallel-, Reihenoder gemischte Wicklung sein. Solche Wicklungen sind bisher für Gleichstrommaschinen zur Erzeugung hoher Spannungen zum Speisen von Bogenlampen verwendet worden. Da die einzelnen Stromkreise bei dem Ablaufen der Bürsten von den Stegen des Stromwenders nacheinander ausgeschaltet werden, so entstehen andauernd Unterbrechungsfunken am Stromwender, welche solche Mehrfachwicklungen für praktischen Gebrauch weniger geeignet machen.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß zwischen die Punkte gleichen Potentials von Mehrfachwicklungen Impedanzleitungen geschaltet werden. Während also Äquipotentialleitungen von möglichst geringem Widerstand bei den gewöhnlichen Einfachwindungen bisher verwendet wurden, benutzt die vorliegende Erfindung Leitungen mit einem bestimmten Widerstand, Reaktanz oder beiden zwischen identischen Punkten der Mehrfach wicklungen.

Denkt man sich eine Mehrfachwicklung vom Anker abgenommen und die Leitungen mit denselben elektromotorischen Kräften in ihrem Innern, welche sie auf dem Anker haben,· in eine gerade Linie ausgestreckt, so ergibt sich ein Schema, wie es Fig. 1 z. B. für eine Dreifachwicklung zeigt. Wir nennen ein solches Schema, welches also die ganze Ankerwicklung nur durch eine Gerade darstellt, das »reduzierteste« Schema im Gegensatz zu dem von Arnold eingeführten Begriff des »reduzierten« Schemas. Draht α b, Draht c d, Draht ef sind miteinander identisch. Jeder gehört einer Einfachwicklung an; alle drei bilden eine Dreifachwicklung. Die Richtung der elektromotorischen Kraft in den Ankerdrähten ist in jedem Moment in allen identischen Drähten dieselbe und durch Pfeile angedeutet. Auch die Intensität der elektromotorischen Kraft ist in allen identischen Teilen der drei Wicklungen dieselbe. In g und h ist eine neutrale Zone vorhanden und die Wicklung ist je nach der Polzahl der Maschine nach beiden Seiten verlängert zu denken. Bei einer Gleichstrommaschine wird die Richtung der elektromotorischen Kraft stets in einem Sinne verlaufen, z. B. von h nach g in Richtung der Pfeile, bei einer Wechselstrommaschine in abwechselndem Sinne (von g nach h und dann von h nach g)· '

Die zwischen den identischen Leitungen liegenden Impedanzen i sind, wie Fig. 1 zeigt, beiderseits an Punkte gleichen Potentials angeschlossen. In Fig. 2 ist dasselbe Schema, jedoch in perspektivischer Ansicht dargestellt.

Die Punkte A₁, A₂ usw. sind je drei identische Punkte der Mehrfachwicklung und gleichen Potentials.

Zwischen identischen Punkten sind die Impedanzen i vorgesehen.

Die im reduziertesten Schema ausgestreckt gezeichneten Ankerwicklungen ab, c d, e/usw. können an einen Mehrfachstromwender in bekannter und mannigfaltiger Weise angeschlossen

ίο werden, z. B. von Wicklung α b die^ Punkte A₁, A₄, A₇ usw., von Wicklung c d die Punkte A₂, A₆, A₈ usw., von Wicklung e f die Punkte A₃, A₆, A₉ usw. Es liegen dann die Stege A₁ A₂ A₃, A₄ A₈ A₆ usw. nebeneinander.

Man kann auch beliebige Punkte der Mehrfachwicklungen zwischen den Anschlußpunkten der Impedanzen i mit dem Mehrfachstromwender verbinden. Gegenstand der Erfindung sind nicht die mannigfaltig möglichen und bereits bekannten Anschlußweisen der Mehrfachwicklungen an den Stromwender, sondern die Äquipotentialverbindungen zwischen identischen Punkten der in fortschreitender Folge an Stromwender angeschlossenen Mehrfachwicklunger., die Zweifach-, Dreifach-, N-fachwicklungen sein können, und die Art des Anschlusses der Impedanzen zwischen den identischen Punkten der Mehrfachwicklung.

Bei Anwendung dieser Äquipotentialverbindungenauf Wechselstrommaschinen hat man die Möglichkeit, durch geeignete Wahl der Impedanzen i die durch die Schwankungen der Stärke, des Feldes entstehende Kurzschlußenergie zu begrenzen, ohne daß der ganzeHauptstrom der Maschine durch die Impedanz i fließt, wie dies bei den bekannten Impedanzleitungen zwischen Wicklung und Stromwender (Lamme's Wechselstrommotor) der Fall ist. Eine weitere wichtige Eigenschaft der vorliegenden Äquipotentialverbindung ist die, daß die vom Stromwenderstege ablaufende. Bürste stets einen durch Impedanz geschlossenen Stromkreis zurückläßt, ähnlich wie dies der Fall ist, wenn man die Feldwicklung einer Gleichstrommaschine öffnet, zu der eine Glühlampe oder sonstiger Widerstand parallel geschaltet ist. Hierdurch wird die Funkenbildung am Stromwender vermindert. Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Impedanzleitungen bewirken also nicht allein die Verminderung der Kurzschlußenergie bei Wechselstrommotoren, sondern sie vermindern auch die^Funkenbildung dadurch, daß die ablaufende Bürste stets einen geschlossenen Stromkreis zurückläßt.

In Fig. 3 ist eine Vierfachwicklung im reduziertesten Schema dargestellt. Im, η o,f q, r s sind die Wicklungsteile, die vom Anker abgenommen und in eine Gerade ausgestreckt gedacht sind. Die Äquipotentialverbindungen durch Impedanzen sind hier durch Sternschaltung der Impedanzen zwischen identischen Punkten gleichen Potentials bewirkt worden. Es ist natürlich möglich, auch irgend eine kombinierte Schaltung der Impedanzen, ζ. Β. Stern-Dreieckschaltung, vorzunehmen. Die Punkte A₁, A₂, A₃, A₄ usw. sind fortlaufend an die Stromwenderstege angeschlossen. Es können jedoch auch diese Anschlüsse an Punkte der Mehrfachwicklung geschehen, die zwischen den Äquipotentialanschlüssen liegen.

Je nachdem die Bürsten auf dem Stromwender gleichzeitig zwei, drei oder mehr Punkte der Mehrfachwicklung kurzschließen, z. B. gleichzeitig A₁, A₂ oder gleichzeitig A₁, A₂, A₃ usw., können diejenigen Teile der Äquipotentialverbindungen zwischen den Mehrfpchwicklungen, welche niemals durch eine Bürste geschlossen werden, fortgelassen werden, da sie ihren Zweck dann nicht erfüllen würden, d. h. die Kurzschlußenergie in dem von der Bürste geschlossenen Kreis zu vermindern und bei Ablaufen der Bürste von dem Stromwenderstege einen geschlossenen Kreis zurückzulassen.

Es ist zu bemerken, daß die den Gegenstand der Erfindung bildenden Verbindungsleitungen sich von den bekannten Äquipotentialverbindungen dadurch unterscheiden, daß die letzteren stets zwischen Äquipotentialpunkten derselben Einfachwicklung vorgenommen werden, zu dem Zwecke, die durch Ungleichheit der Magnetfelder oder exzentrische Lage- der Anker bewirkte Entstehung über die Bürsten laufender vagabundierender Ströme dadurch zu beseitigen, daß der Stromausgleich nicht' über die Bürsten. sondern im Anker durch die Äquipotentialverbindungen stattfindet. Wie oben erläutert, ist sowohl die Anordnung als der Zweck der vorliegende Erfindung bildenden Verbindungsleitungen von dem der bekannten Äquipoten- tialverbindungen vollkommen verschieden.

Claims

Patent-Ansprüche:

τ. Anordnung von Impedanzleitungen bei Mehrfachankerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweilig zwei Punkte gleichen Potentials auf verschiedenen Wicklungen durch Impedanzleitungen miteinander verbunden werden, während in fortschreitender Folge Punkte verschiedenen Potentials verschiedener Wicklungen an die Stromwenderstege angeschlossen werden, so daß nur jedesmal der eine der beiden äquipotentialen Anschlußpunkte oder ein zwischen zwei in einer Ankerwicklung unmittelbar aufeinander folgenden Anschlüssen liegender Punkt mit dem Stromwender verbunden wird, zu dem Zwecke, die Kurzschlußenergie in den Wicklungsteilen, die durch die Bürsten kurzgeschlossen werden, auf ein

gewünschtes Maß zu vermindern und möglichst gleichförmig auf die Einzelwicklungen zu verteilen, sowie einen Ausgleich im Innern der Mehrfachwicklung zu bewirken, sobald Spannungsunterschiede auftreten.
2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei aufeinander folgenden Stromwenderstegen mindestens eine Impedanzleitung angeordnet ist, damit nach Ablauf der Bürste von einem Stromwenderstege ein in sich geschlossener Stromkreis verbleibt, zu dem Zwecke, die Funkenbildung zu beseitigen. . ⁼
3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzleitungen entweder in Dreieck-, in Stern- oder einer gemischten Schaltung angeordnet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.